Что природа когда-либо делала для нас? Как деньги действительно растут на деревьях

Если рассматривать этот фактор планетарной стабильности в более широком контексте, по оценкам, количество углерода в почвах мира больше, чем в атмосфере и во всех растениях вместе взятых.

Железный столб, поднимающийся с иссохшей поверхности Холм-Фена, свидетельствует о том, что этот факт постоянно меняется. Еще один вопрос, который вслед за углеродом был включен в международную повестку дня, - это обеспечение и эффективное использование пресной воды. Почвы помогают очищать воду, позволяя драгоценной жидкости попадать в скалистые водоносные горизонты под ними, а не стекать по поверхности земли.

Почвы сами по себе хранят много воды. Эти свойства помогают снабжать пресной водой большую часть населения мира.

Согласно одной оценке Агентства по окружающей среде Англии и Уэльса, один гектар почвы может вместить и отфильтровать достаточно воды для 1000 человек. Повышение способности почвы удерживать воду также поможет поддерживать производство продуктов питания, особенно в периоды небольшого количества осадков.

Поскольку изменение климата вызывает более экстремальные погодные условия, включая засухи, способность почв накапливать воду будет становиться все более важным фактором для продуктивности сельскохозяйственных культур с точки зрения урожайности и качества, а также продовольственной безопасности в целом.

Почвенный стресс

Однако земледелие может оказывать существенное давление на почвенные системы. Вспашка не только подвергает почву воздействию воздуха, но и разрушает структуру почвы, делая разрозненные частицы почвы очень уязвимыми для эрозии. В засушливые периоды, когда почва может потерять сцепление, ветер может смахивать почву с земли, образуя клубы пыли, которые иногда могут путешествовать на тысячи миль.

Другие формы деградации почвы могут привести к такому же результату. 6 марта 2004 года спутник НАСА сделал замечательный снимок огромного облака пыли, движущегося через Атлантический океан из Северной Африки. Оно простиралося примерно на пятую часть окружности Земли. Воздушные потоки унесли огромное количество почвы до Карибского моря.

Почва превращается в пыль и уносится ветром - это проблема не только для развивающихся стран. В 1930-х годах фермеры на Среднем Западе Соединенных Штатов столкнулись с последствиями деградации почвы после того, как интенсивное земледелие разрушило защитный покров растительности, а жаркая сухая погода превратила почву в пыль. Сильные ветры в 1934 году превратили площадь около 50 миллионов акров некогда продуктивного сельского хозяйства в некоторых частях Оклахомы и Канзаса в то, что стало известно как Пыльная чаша.

Эрозия почвы часто вызывается ветром, но в некоторых регионах эффект дождя может быть более выраженным, о чем свидетельствует эродированная почва в реках, которая окрашивает воду в цвет какао или чая.

Именно здесь огромная Желтая река Китая получила свое название, так как охристо окрашенная почва размыта и смывается к морю могучей транспортной силой реки. Средняя и верхняя часть ее водосбора страдает от самой серьезной эрозии почвы в мире. Площадь деградированных земель здесь более чем в полтора раза превышает площадь Британии, и ежегодно теряется до 1,6 миллиарда тонн почвы.

Утрата верхнего слоя почвы является наиболее серьезным признаком деградации почвы и рассматривается как серьезная проблема во многих регионах, включая некоторые части США и Австралии. По последним оценкам, ежегодно более 10 миллионов гектаров (25 миллионов акров) посевных площадей деградируют или теряются, поскольку ветер и дожди разрушают верхний слой почвы.

Согласно одной авторитетной оценке, площадь сельскохозяйственных земель, размер которых примерно в десять раз превышает размер Британии, деградировала до такой степени, что практически перестала использоваться для производства продуктов питания. В глобальном масштабе с середины двадцатого века примерно треть всех сельскохозяйственных земель в той или иной степени деградировала.

Обычно для накопления почвы требуется много времени: разумный рабочий показатель составляет около 1 миллиметра в год.

Темпы эрозии почвы во многих областях намного выше, и потеря верхнего слоя почвы может рассматриваться как фактически истощение невозобновляемых ресурсов. В некоторых частях Соединенных Штатов почва теряется в десять раз быстрее, чем восполняется; в некоторых частях Китая и Индии потери почвы превышают темпы почвообразования в 40 раз.

Несмотря на эти драматические демонстрации потери почвы, во многих местах последствия эрозии могут казаться минимальными, слишком медленными из года в год, чтобы человеческий глаз мог их заметить. Но в течение более длительного периода потеря или повреждение почвы может привести к серьезным изменениям, о чем свидетельствует металлический столб в Холм Фене. В этом случае дренаж сначала вызывал усадку торфа, а затем, когда тот подвергался воздействию воздуха, то окислялся и «испарялся», когда молекулы кислорода соединялись с углеродом в органическом веществе с образованием диоксида углерода. Торф буквально превратился в ничто!

И этот процесс продолжается по мере осушения и вспашки торфяных почв. В Болотах восточной Англии потеря и усадка торфа продолжается со скоростью примерно 1-2 сантиметра в год. Последствия для производства продуктов питания в этом важном сельскохозяйственном регионе очевидны. В некоторых местах торф уже выветрился до такой степени, что обнажается нижележащая глина. И это касается не только еды. По оценкам последних исследований, открытые низинные торфяники Англии могут выделять около 6 миллионов тонн углекислого газа в год.

Почвы не только могут способствовать изменению климата, но и уязвимы для его воздействий. Хотя более высокие температуры и повышенная концентрация углекислого газа в воздухе могут увеличить скорость роста растений и, следовательно, повысить урожайность в некоторых местах, можно ожидать, что более экстремальные условия вызовут общий отрицательный эффект.

Это будет включать, например, повышенную скорость эрозии из-за более интенсивных дождей и снижение влажности почвы из-за засухи и изменения сезонных осадков.

Почва находится под давлением человечества, и ее способность обеспечивать полный спектр товаров и услуг первой необходимости снижена, а в некоторых местах весьма резко.

Сколько земли мы можем потерять?

Профессор Джейн Риксон уделяет много времени размышлениям о почве. Она является руководителем группы по сохранению и рациональному использованию почв в Национальном институте почвенных ресурсов Великобритании и ведущим ученым-почвоведом. Ее исследовательская лаборатория в Крэнфилдском университете в Бедфордшире, Англия, имеет множество объектов, позволяющих проводить судебно-медицинские исследования того, как работают почвы.

Одно экспериментальное устройство включает траншею, полную грунта, по которой проходит полномасштабная техника для моделирования причин и следствий уплотнения почвы. Другое позволяет изучить, как различные плотности выпаса сельскохозяйственных животных влияют на почву и как фермеры могут управлять землей для уменьшения эрозии.

Существуют симуляторы дождя, которые позволяют создавать любые виды осадков, от легкого тумана до сильного тропического шторма, чтобы увидеть, какие эффекты это может иметь на разных почвах. Есть машина, которая отслеживает, как капли дождя качаются и вращаются при падении, и как это влияет на почву, когда они ударяются о землю.

Эти и другие инструменты исследования помогают получить более подробные сведения о том, что происходит с почвами и почему.

Но хотя исследовательская работа профессора Риксон основана на очень подробном понимании того, как работают почвы, наиболее поразительными являются ее выводы о почвенных системах в целом. «Почвенная система - это больше, чем сумма ее частей», - говорит она.

«У нас есть отличные почвенные химики, почвенные биологи и почвенные физики, которые являются экспертами по различным аспектам, но понимание всей системы очень важно. Мне кажется это живой паровозик. Он саморегулируется и тикает. Выньте один компонент, и двигатель перестанет работать.

«Почвы повреждаются и истощаются быстрее, чем заменяются. Темпы потерь должны быть сбалансированы со скоростью образования, чтобы почвы были устойчивыми. Чистая потеря почвы означает, что невозможно поддерживать различные виды эксплуатации, включая производство продуктов питания. Но сколько почвы мы можем потерять, прежде чем начнем подвергаться неприемлемым и необратимым последствиям? К сожалению, ответить на этот вопрос довольно сложно ».

Хотя трудно назвать цифру того, какой уровень потери почвы приводит к тому, что общество может расценить как неприемлемые воздействия, мы знаем, что такой уровень был достигнут в прошлом. Примеры из истории показывают, как эрозия почвы вызвала социальную напряженность и даже крах целых цивилизаций. В Исландии, на полуострове Юкатан и на ряде отдаленных островов Тихого океана потеря почвы привела к социальной дезинтеграции, поскольку был устранен основной источник продовольственной безопасности.

По оценкам, сегодня около 1 миллиарда человек живут в регионах, испытывающих деградацию земель и снижение продуктивности. Большая часть наиболее серьезных повреждений нанесена Китаю, Африке к югу от экватора и некоторым частям Юго-Восточной Азии. Другими словами, в местах, где наблюдается быстрый рост населения.

В течение последних десятилетий на глобальном уровне потеря сельскохозяйственных земель из-за эрозии частично компенсировалась более интенсивными методами ведения сельского хозяйства, а также открытием новых площадей для возделывания. В период с 1985 по 2005 год пахотные земли и пастбища расширились примерно на 154 миллиона гектаров, и большая часть этого была получена за счет тропических лесов.

Около 24 процентов земной поверхности в мире сейчас обрабатывается. Большая часть этого сосредоточена в Индии, Европе и западе России, Центральной Азии, Северной Америке, восточной части Южной Америки, странах Африки к югу от Сахары, Китае и других частях Восточной Азии.

Еще четверть общей площади земель используется как пастбища. Многие из тех областей, куда не добралась проклятая рука человека, являются слишком засушливыми, слишком холодными или слишком гористыми. Создание этих возделываемых земель и пастбищ, конечно же, было достигнуто за счет уничтожения естественной среды обитания. За последние два столетия или около того мы, люди, переработали около 70 процентов пастбищ планеты, около половины биома саванн и почти половину лиственных лесов.

Хотя все еще есть возможности для освоения новых целинных земель с целью увеличения площади почвы, доступной для производства продуктов питания, существуют очень важные причины, по которым эти более дикие места должны оставаться такими, какие они есть - и мы вернемся к этим причинам позже.

В результате все более явного сжатия между спросом и предложением потеря почвы стала ключевой глобальной проблемой.